Relatório : Resultados experimentais da válvula proporcional para controle de fluxo de ar em pulmões artificiais.

Índice
Introdução Methodologia Problemas atuais Solução testada Resultados Tabela Curvas Testes VCV Testes PCV Conclusão Apêndice A (curvas completas)

Introdução

O presente relatório apresenta resultados dos testes de ventilação, bem como os resultados obtidos utilizando a válvula proporcional para controle de fluxo, em 03 de abril de 2023. Os problemas enfrentados e soluções testadas são apresentados na seção seguinte.

Methodologia

A norma ABNT NBR ISO 80601-2-12-2014 especifica a confguração típica do ensaio da precisão das ventilações tipo volume e pressão controlada (VCV e PCV, respectivamente), segundo o esquemático abaixo.
Como atualmente não há mistura com gás rico em oxigênio, o sensor de oxigênio foi dispensado para os ensaios atuais.O esquemático da bancada experimental pode ser visto na figura abaixo:
Todos os ensaios levam em conta resistências, complacências, volumes (VCV) e pressões (PCV) especificados para cada modo de controle ventilatório, conforme as tabelas da norma.
O modelo de sistema respiratório utilizado foi o pulmão de teste de ventilação artificial QuickLung®, que posssui resistências de 5, 20, 50 cmH2O/L/s e complacências de 50, 20, 10 mL/cm H2O. Dessa forma, foi possível realizar os ensaios dos 8 primeiros itens das tabelas de PCV e VCV da norma.

Problemas atuais

Solução testada

Resultados

Tabela

Na tabela abaixo encontram-se os resultados dos ensaios realizados segundo a norma, com excessão dos valores de PEEP (pressão expiratória final positiva) que foi 0 cmH2O para todos:
resultados = 16×10 table
 MODORCALVOVolInsp_mlFluxoPico_lpmPPico_cmH2OTins_sTexp_sIERR_cpm
1"PCV""R20C10""25 hPa"'327''64''41,''0,79''2,20''2,76''19,9'
2"PCV""R20C20""25 hPa"'564''67''35,''0,89''2,11''2,37''19,9'
3"PCV""R20C20""15 hPa"'352''45''20,''0,88''2,12''2,39''19,9'
4"PCV""R20C50""15 hPa"'551''48''19,''0,92''2,09''2,27''19,9'
5"PCV""R50C10""30 hPa"'280''35''43,''0,89''2,11''2,37''19,9'
6"PCV""R50C20""25 hPa"'317''40''32,''0,91''2,08''2,27''19,9'
7"PCV""R5C20""25 hPa"'788''10''37,''0,87''2,13''2,45''19,9'
8"PCV""R5C50""10 hPa"'653''59''13,''0,91''2,08''2,27''19,9'
9"VCV""R20C10""200 ml"'151''11''16,''0,91''2,08''2,28''20,0'
10"VCV""R20C20""300 ml"'234''17''13,''0,92''2,08''2,26''19,9'
11"VCV""R20C20""500 ml"'408''29''22,''0,92''2,08''2,26''20,0'
12"VCV""R20C50""500 ml"'412''29''12,''0,93''2,07''2,23''19,9'
13"VCV""R50C10""300 ml"'248''18''34,''0,91''2,08''2,27''19,9'
14"VCV""R50C20""300 ml"'255''18''24,''0,92''2,08''2,26''19,9'
15"VCV""R5C20""500 ml"'419''30''20,''0,92''2,07''2,24''19,9'
16"VCV""R5C50""500 ml"'413''29''8,7''0,93''2,07''2,22''19,9'
Onde,

Curvas

Abaixo encontram-se trechos de curvas de fluxo, pressão de boca e pressão a montante (150 cmH2O), mostrando a resposta do controlador para os diferentes sistemas respiratórios. Os alvos (volume para VCV e pressão de boca para PCV) estão indicados nos títulos entre parênteses, sendo que cada ciclo tem em média 3 segundos com uma fase inspiratória de aproximadamente 1 segundo.
As curvas completas de todos os ensaios podem ser encontradas no Apêndice A.

Testes VCV

Testes PCV

Conclusão

Com o uso de uma rampa como entrada o sobressinal em VCV foi minimizado, porém o tempo de assentamento está mais próximo de 200 ms do que de 100 ms.
Com relação ao controle PCV com entrada em rampa, apesar de melhoras o sebressinal, a instabilidade se mantém para as resistências de 50 cmH2O/lps. Além disso, o controlador ainda não converge para um paciente R5C20.

Apêndice A (curvas completas)